2002-2003/1 5
ismer d meg!
A PC – vagyis a személyi számítógép
XVIII. rész A nyomtató (folytatás)
4. Lézernyomtatók
A lézernyomtatás technológiáját a Canon cég fejlesztette ki és ennek alapján az elsõ lézernyomtatót 1984-ben a Hewlett-Packard cég dobta piacra. A lézernyomtatók felbontóképessége nagyobb mint a tintasugaras nyomtatóké, de a felépítésük sokkal bonyolultabb, ezért drágábbak is. A lézernyomtatás elve nagyon hasonlít a fénymásoláséhoz. Mindkét készülék alapvetõ alkatrésze az állandó fordulatszámmal forgó, fényelektromos vezetõréteggel bevont dob (5. ábra). A fényelektromos vezetõrétegnek az a tulajdonsága, hogy csak akkor vezeti az áramot, ha fény éri. A másoló berendezés és a lézernyomtató között levõ alapvetõ különbség az, hogy a másológép ezen a dobon fény és lencsék segítségével hozza létre a képet, míg a lézernyomtató a számítógéptõl kapott adatok alapján.
5. ábra Lézersugaras nyomtató
A nyomtatás elõkészítése azzal kezdõdik, hogy a forgódob egyelõre sötétben levõ felületét koronakisüléssel pozitív elektromos töltéssel töltik fel. Ezután következik a lézersugaras nyomtatás egyik legfontosabb mûvelete: egy nagyon keskeny lézersugár fokozatosan a forgódob felületére vetíti a teljes oldalt. Ezért a lézersugár a dob felületét az oldal teljes szélességében képpontonként – végig – pásztázza, miközben a fényerõssége a számítógéptõl kapott adatok függvényében változik. A megvilágított részeken a fényelektromos vezetõréteg elveszíti pozitív töltésének túlnyomó részét és ott majdnem semlegessé válik. A festékkazettában levõ nagyon finom szemcsés festékanyag (toner) a dob fényelektromos rétegének elektromos töltésével azonos
6 2002-2003/1 polaritású töltést kap, vagyis pozitívat. A festékszemcséket egy ún. elõhívó henger átviszi a forgódobra. A dob pozitív töltésû felületi részei taszítják az ugyancsak pozitív töltésû festékszemcséket, ezeken a részeken nem tapadnak meg csak az elektromos szempontból semleges részeken, vagyis ott, ahol lézersugár megvilágította a forgódobot.
Így a forgódob felületére a kis festékszemcsék kirajzolják a kinyomtatandó képet.
Az elõbbiekben vázolt folyamattal párhuzamosan a nyomtató behúz egy papírlapot, amelyet koronakisüléssel a festékanyag töltésével ellentétesre, vagyis negatívra tölt fel. A papír közvetlenül a forgódob alatt halad el, ennek a kerületi sebességével azonos sebességgel. A papír negatív töltése a dob felületére tapadt pozitív töltésû festékszemcséket azonnal magához vonzza és ezzel a dobon kialakult kép áttevõdik a papírra. Egy másik elektród a papír pozitív töltését azonnal semlegesíti, ezzel elkerülik a forgódobra való tapadását. A festékszemcséket a papír felületérõl nagyon könnyen el lehet távolítani, ezért a nyomtatási folyamat utolsó fázisát a festékszemcsék rögzítése képezi. A festékfixáló részben melegítés hatására (kb. 200 Celsius-fok) a szemcsék megolvadnak és a nyomóhengerek a papírba préselik. Végül a dob felületét a következõ oldal nyomtatására kell elõkészíteni. Ezért egy erõs fényforrás teljesen semlegesíti a maradék felületi elektromos töltést.
A lézersugarat – a kinyomtatandó oldal teljes szélességében – úgy kell eltéríteni, hogy minden egyes képpont a saját helyére kerüljön. Az eltérítõ egység egy nyolcoldalú, hasáb alakú tükör, amelyet egy elektronikus szabályozású motor állandó fordulatszámmal forgat. Így a tükörrõl a lap teljes szélességét végigpásztázó lézersugár verõdik vissza. A tükröt általában üvegbõl készítik és az oldalait igen jó fényvisszaverõ anyaggal vonják be. A tükör geometriája nagyon pontos kell legyen, minden egyes oldalának a síkja az eltérítés síkjával tökéletesen egybe kell essen, különben két szomszédos képsor vagy egymásra tevõdik, vagy egymástól túl nagy távolságban rajzolódik ki.
A legújabb nyomtatók lézer diódákat használnak. A lézer diódák monokromatikus sugárzása körülbelül 30°-os kúpszögben történik és az infravörös (800-1200 nm) tartományba esik. Közvetlenül a dióda elé egy fókuszáló lencsét helyeznek, amely párhuzamos és nagyon keskeny lézersugárnyalábot állít elõ. A sugár fényerõsségét a képpontok függvényében változtatják. Ezt a folyamatot modulálásnak nevezik, és a lézer diódán átmenõ áramerõsség megfelelõ változtatásával érik el.
A régebbi nyomtatókat hélium-neon lézerrel szerelték fel. Ez egy olyan típusú lézer, amely a látható vörös tartományban sugároz. Sugárzása nem modulálható közvetlenül, ezért egy ún. „akuszto-optikai” modulátort használnak. Ez egy olyan kristály, amelynek a rácsszerkezetén az áthaladó lézersugár megtörik. Ha a kristályra hangfrekvenciás tartományú rezgést adunk, akkor a fénytörés mértéke a rezgés függvényében változik és eltér a nyomtatási útvonaltól. Az információt a fénytörés változása hordozza, amely az akusztikus moduláció vezérlésébõl származik, így egy adott pontban modulált sugarat lehet elõállítani.
A színes lézernyomtatók a tintasugaras nyomtatókhoz hasonlóan négy színnel dolgoznak: CMYK – ciánkék, bíbor, sárga és fekete. Az elsõ lézernyomtatók a papírt mind a négy színnek megfelelõen, négyszer forgatták meg a nyomtatómûben. Ezeknél a nyomtatóknál a papír pontos elhelyezése elég sok gondot okozott. Az újabb generációjú nyomtatók már csak egyszer futtatják végig a papírt, a színeket egy akkumulátorszalagra vagy magára a forgódobra gyûjtik és mind a négy szín egyszerre kerül a papírra.
A bonyolultabb lézernyomtatóknál a nyomtató memóriájába elõre meghatározott alakzatokat lehet betölteni, majd tényleges nyomtatáskor a számítógép csak az illetõ
2002-2003/1 7 alakzat, vagy objektum azonosítóját, méretét és koordinátáit fogja küldeni. Ennek a technikának az egyik gyakorlati megvalósítása a Post Script programozás.
5. A nyomtatók vezérlõegysége és a számítógéppel való összeköttetése
A nyomtatás, amint a fentiekben is láthattuk, bonyolult folyamat, amelynek a vezérlését a nyomtatóban levõ mikroprocesszoros egység végzi. Ez biztosítja a nyomtatási alapmûveletek részletes és összehangolt végrehajtását. A papír adagolása és kezelése az egyik alapvetõ mûvelet. A korszerû nyomtatók automatikus lapadagolóval rendelkeznek. A tárolóból a nyomtató egyszerre csak egy lapot tölt be, amelyet a nyomtatás alatt továbbít. A mátrix és a tintasugaras nyomtatóknál a lap továbbítása szakaszos, minden egyes sor végén a papírt egy sormagasságal fennebb kell léptetni. A továbbítás pontossága lényeges. Különösen a több sort átfogó alakzatoknál nagyon zavarólag hatnának a hézagos vagy az egymásra tevõdõ sorok. A lézernyomtatóknál a papírt egyenletesen és a forgódob kerületi sebességével azonos sebességgel kell továbbítani, máskülönben a nyomtatott alakzatok eltorzulhatnak.
A vezérlõegység legfontosabb feladata közé tartozik a nyomtatófej nagypontosságú pozicionálása és a nyomtatótûk vagy a tintafúvókák mûködtetése. A lézernyomtatók esetében a vezérlõegység biztosítja a lézersugár modulálását a tükör és a dob egybehangolt forgatásával.
A korszerû nyomtatók vezérlõegysége memóriával is rendelkezik. Ez tárolja a nyomtatás elõtt álló egy vagy több sor adatait. A lézersugaras nyomtatóknál ez a memória egy egész kinyomtatandó oldalt kell, hogy tároljon, ezért a lézersugaras nyomtatók memóriája nagyobb kapacitású mint a mátrix vagy a tintasugaras nyomtatóké. Ezáltal a nyomtató nem tartja fel a nála nagyobb sebességen mûködõ processzort: amikor a nyomtató nyomtatni kezd, a processzor már átválthat más feladatra.
A nyomtatókat a számítógép hátán levõ valamelyik szabványos adatátviteli interfész, vagyis az ún. be- és kimeneti port csatlakozójára kapcsolják. Legtöbbször a párhuzamos interfészre, de találhatunk alapkiépítésben, vagy akár opcionálisan, soros és újabban a nagysebességû univerzális soros adatátviteli buszra (USB – Universal Serial Bus) csatlakoztatható nyomtatókat is. A nyomtató vezérlõegysége biztosítja az interfész kommunikációs protokollja által igényelt jelformátumokat. Az adatokat a gép a nyomtató felé több lépésben továbbítja: elõször ellenõrzi a nyomtató adatátvételi fogadókészségét, pozitív válasz esetében az adatot adatvonalra helyezi, utasítja a nyomtatót az adat átvételére és végül az adatkiküldést lezárja. A nyomtató a számítógéptõl nemcsak adatokat, hanem vezérlõjeleket is kap. A vezérlõegység ezeket szétválasztja, dekódolja, tárolja és végrehajtja.
A nyomtató a gép felé mûveletvégrehajtást nyugtázó, valamint állapotjelzõ jeleket küld.
Közli a géppel, ha kifogyott a papír, vagy a tintatarályban levõ tinta szintje csökken.
A különbözõ nyomtatók megfelelõ vezérlését végzõ, programmodulokat nyomtató illesztõknek, vagy printer drivereknek nevezik. Bármely nyomtató és különösen a tintasugaras- és lézernyomtató csak akkor mûködik helyesen, ha elõzõleg a számítógépre telepítettük a nyomtató megfelelõ illesztõprogramját.
Irodalom
1] Harris, T. – How Laser Printers Work, Howstuffworks Inc., http://www.howstuffworks.com/laser-printer.htm
2] Miklóssy D. – Prezentációs oktatási segédanyag kidolgozása a PC perifériák és mûködésük bemutatására; Magyar Elektronikus Könyvtár, http://www.mek.iif.hu
3] Szabó G. – Számítástechnikai szoftverüzemeltetõi ismeretek, I. Füzet, Kõrösi Csoma Sándor Gimnázium és Szakközépiskola, http://panther.korosi-hnanas.sulinet.hu/~szabog 4] Tyson, J. – How Inkjet Printers Work, Howstuffworks Inc.,
http://www.howstuffworks.com/inkjet-printer.htm
8 2002-2003/1 5] *** – The PC Technology Guide - Inkjet Printers, http://www.pctechguide.com
6] *** – The PC Technology Guide - Laser Printers, http://www.pctechguide.com
Kaucsár Márton
